Кислотность почвы: тенденции и борьба
Текст: В. Суховеркова, канд. биол. наук, ФГБНУ «Алтайский НИИ сельского хозяйства»
Повышение кислотности грунта — одна из важнейших современных агрохимических проблем. Причинами ее возникновения могут служить различные природные и антропогенные факторы, каждый из которых приводит к серьезным последствиям.
Понятие кислотности почвы относится к реакции почвенной среды, которая может быть как кислой, так и щелочной. Зависит она от концентрации ионов водорода и обозначается как pH. Если этот уровень выше семи, то реакция почвы щелочная, ниже семи — кислая. При этом кислые почвы классифицируются на несколько подвидов в зависимости от показателей уровня pH.
Повышение кислотности земель — основное последствие антропогенных воздействий на почвенный покров агроландшафтов. В последнее время общая площадь кислых почв в России достигла 50 млн га, и это связано с тем, что темпы известкования в стране резко сократились — с 6,5 млн га в 1988 году до 266 тыс. га в 2011 году. Государственная поддержка работ снизилась, а большинство хозяйств не имеет достаточных финансовых ресурсов для их организации. Установлено, что кислые почвы на пахотных угодьях Российской Федерации составляют 32,8 процента.
В Алтайском крае 20,8 процента пашни имеет кислую реакцию почвенной среды. Большая часть приходится на слабокислые — 17,7 процента, меньшая — на средне- и сильнокислые — 4,1 процента. Ежегодно специалисты отмечают прирост подобных почв. Например, если в 1965 году они занимали 8,3 процента всей площади, то в 2007 году — уже 20,8 процента или 1223,2 тыс. га. При этом основными почвами в Алтайском крае являются черноземы, составляющие 72,5 процента, каштановые — 15,5, и серые лесные — 3,8, которые относятся к лучшим землям России. Тенденция подкисления почвенного покрова характерна не только для Алтайского края. Результаты мониторинга, который ведет Государственная агрохимслужба МСХ РФ, свидетельствуют, что большинство регионов страны имеют эту же нерешенную проблему. На кислых почвах ухудшается качество продукции: снижается на 0,5–1 процента содержание сырого протеина в зерне, на 0,5–2,2 — крахмала в клубнях картофеля, на 0,7–1 — сахара в сахарной свекле, на 10–15 процентов уменьшается выход перевариваемого протеина в кормовых культурах.
Некоторые территории РФ — Липецкая, Владимирская, Ярославская, Воронежская области, Республика Татарстан и другие, используя известкование, добились к 2000 году уменьшения площадей кислых почв. В 1990-е годы постановлением Правительства России запрещалось применение удобрений на кислых землях без предварительного известкования. После внесения извести обеспечивалась стабильность агрохимических показателей и структуры пашни в течение нескольких лет. Например, Липецкая область, где на черноземы приходится 92 процента, к 2002 году сумела уменьшить площади кислых почв с 73,7 до 65,2 процента. Средняя доза внесения составляла 6 т/га. Работы были начаты в 1970 году и проводились за счет государственного бюджета. В качестве известковых материалов использовали местные ресурсы известняка, доломита, отходы промышленных предприятий. Однако только с 1994 года стали видны результаты. Средневзвешенное значение pH повысилось с 5,1 до 5,4. Несмотря на резкое снижение количества удобрений и мелиорантов в последние годы, ухудшения агрохимических показателей почвы пока не произошло. В 1990 году, когда вносилось 187 кг минеральных удобрений, 5,6 т/га органических удобрений и 502 кг СаСО3, с одного гектара получали 32,9 ц/га. Позже в связи с сокращением элементов питания упала и продуктивность пашни, опустившись до 12–14 ц/га.
Во Владимирской области с преобладающими дерново-подзолистыми и серыми лесными почвами площадь пахотных земель с сильной кислой реакцией сократилась с 38 процентов в 1965 году до двух процентов в 2000 году, а pH изменился с 4,8 до 5,8 единиц. Для получения такого результата в среднем вносили 5,1 т/га известковых материалов. Опыт известкования в Республике Татарстан показал, что наибольшая окупаемость извести в пересчете на одну тонну мелиоранта отмечается при умеренных дозах — 4–6 т/га. Здесь среднегодовая прибавка от извести была 1,3–1,5 ц/га зерновых единиц. В Воронежской области затраты на выполнение работ окупились за два года, а последействие мелиорантов длилось 5–7 лет.
На кислотность почв могут влиять многие факторы, которые можно разделить на природные и антропогенные. Первые обусловлены естественными причинами. Реакция среды некоторых почв, например серых лесных, изначально кислая. Лесной опад, в том числе хвойный, в период образования этих земель существенно отличался от растительности степей и лугов, где формировались черноземы. Лигнин и смолы, слабо разлагаясь, обеспечивали фульватный состав гумуса и кислую реакцию среды. В почве могут присутствовать свободные органические кислоты типа уксусной, щавелевой, лимонной, образовавшиеся в результате жизнедеятельности микроскопических грибов и бактерий, разложения остатков растительности, корней и насекомых. В некоторых случаях, к примеру, при выветривании горных пород и минералов, образуются сильные минеральные кислоты — соляная, серная. Также кислая реакция почвенной среды возникает там, где климат влажный и часто идут дожди. В этом случае растворимые в воде минеральные вещества вымываются. Почвенный поглощающий комплекс постепенно разрушается, и происходит замена кальция и магния на водород. В зависимости от количества выпадающих осадков эти потери колеблются от 89 до 287 кг/га.
Один из основных антропогенных факторов — регулярное внесение большого количества минеральных удобрений, которые сильно подкисляют земли. Изменяют уровень pH и кислотные осадки: дождь, град, снег, туман. Оксиды серы в нижней тропосфере реагируют с водяными парами и дают серную кислоту. Подкисляются атмосферные осадки, а затем земли, водоемы: pH снижается до 4–5 единиц, в результате чего деградируют биоценозы. Под влиянием таких дождей ухудшаются свойства почв. Если в доиндустриальную эпоху pH дождевых вод составлял примерно 5,6, то сейчас во многих регионах нередко опускается ниже 4,5.
Оказывает существенное влияние на состояние грунта и техногенное воздушное загрязнение. Согласно расчетам ученых, на сушу за год выпадает более 6,3 млрд т веществ, включая твердые и жидкие аэрозоли. В результате происходит значительное подкисление многих почв. Немецкие ученые подсчитали, что нейтрализация ежегодно выпадающих по их стране с осадками кислот требует в среднем до 7 ц/га извести.
Не все растения одинаково реагируют на тот или иной уровень кислотности. Особенно чувствительны к повышенным значениям пшеница, ячмень, кукуруза, горох и сахарная свекла. Оптимальный для них показатель pH — 6–7 единиц. Более устойчивы овес, рожь, картофель. Многие овощные культуры предпочитают нейтральные почвы с рН в 7 единиц.
Несмотря на отрицательное действие кислых почв, большинство растений хорошо растет и развивается при слабокислой реакции среды в 5,5–6,5 единиц, так как в этих условиях увеличивается число доступных полезных элементов питания и не накапливается значительное количество вредных веществ. Однако в кислой среде усиливается растворение малорастворимых солей, при этом возрастает объем доступных форм железа, марганца, кобальта, меди, алюминия. Они накапливаются в земле, что приводит к отравлению растений их высокими концентрациями. При большой концентрации в культурах они препятствуют поступлению других, более полезных элементов, а также способствуют уменьшению содержания доступных форм азота, фосфора, кальция, молибдена и ванадия.
Сельхозпроизводители должны помнить, что каждой разновидности почвы и культуре свойственны свои оптимальные пределы рН. Поэтому у землепользователя должны быть почвенная карта и картограмма кислотности угодий хозяйства, ведь на кислых землях снижение эффективности минеральных удобрений достигает 40 процентов.
Применение физиологически кислых удобрений — аммиачной селитры, хлористого калия, азотнокислого аммония и других — работает в пользу повышения кислотности почв. Также следует учитывать, что щелочные подкормки, к которым относят нитратные удобрения — натриевую и кальциевую селитры, способствуют повышению уровня рН. На черноземах внесение подобных удобрений не изменяет их реакцию, но длительное и систематическое использование высоких доз натриевой селитры может привести к перенасыщению натрием — засолению.
Для изменения кислотности почвы в нашей стране применяют вещества, содержащие известь: известковую и доломитовую муку, гашеную известь, молотый мел, торфяную золу, гажу, сланцевую и древесную золу, цементную пыль. Другим важным и дешевым источником пополнения запасов природных известковых материалов являются отходы промышленности, к которым относятся некоторые виды шлаков, шламов, золы сланцев, бурых углей, отходный мел, известковые доломиты, дефекат и другие. Любые изменения величины pH свидетельствуют о необходимости известкования. Поэтому для получения максимального урожая и высокого качества продукции следует создавать и поддерживать оптимальную реакцию почвенной среды.
Источник
Если почва закисла. чем опасен кислый грунт?
Кислотность почвы: как определить и изменить pH почвы на дачном участке, чем опасен кислый грунт
И. Селиверстова кандидат технических наук
Важная характеристика почвы кислотность. Она влияет на «химию» и «микробиологию» почвы, и как следствие этого на урожайность многих садовых культур. В некоторых случаях даже на возникновение болезней растений.
Поэтому каждый садовод должен знать тип почвы на своем участке и ее особенности. И конечно, учитывать и контролировать значение ph при выращивании особо капризных растений.
Известно, что кислотность определяется величиной рН (реакция среды), которая измеряется в пределах от 1 до 14. Обычно значения рН почвы находятся в пределах 3,5-8,5 (см. диаграмму).
Причины закисления почвы
Одна из причин закисления почвы — это естественный биологический процесс, при котором происходит дыхание корней растений и гниение органических остатков в земле. Выделяемый при этом углекислый газ, соединяясь с водой, образует угольную кислоту, которая в свою очередь растворяет соединения кальция и магния. А дождевые воды уносят эти более «подвижные» элементы с поверхности почвы на глубину, что и ведет к закислению.
Другая причина — внесение минеральных удобрений. Некоторые из них (азотные, например сернокислый аммоний) подкисляют почву. К тому же в районах с развитой промышленностью случаются еще и кислотные дожди.
Под действием высокой кислотности сбиваются обменные процессы в растениях. В почве возникает избыток алюминия и марганца. Кстати, особенно чувствительны к избытку алюминия бобовые, а к избытку марганца — вообще большинство овощных культур. Повышенная кислотность почвы влияет не только на ее «химию», но и на «микробиологию» — угнетает жизнеспособность полезных микроорганизмов.
Кислотность почвы напрямую зависит от ее состава. Так, торфяная земля обычно бывает кислой, суглинистая — щелочной, глинисто-дерновая и черноземная — нейтральными. Как правило, кислые почвы встречаются в низких сырых местах.
Определение кислотности почвы
Наиболее точно определить значение рН почвы на участке можно с помощью лабораторного анализа. Если сделать его негде или, считаете, он слишком дорог для вас, то можете приобрести в магазине химических реактивов лакмусовые бумажки или в зоомагазине полоски для измерения уровня рН воды в аквариуме. Да и в крупных садовых центрах недавно появились зарубежные наборы для диагностики почв в саду.
Очень важно, проводя анализ почвы, правильно отобрать образцы для исследования. Советую в 8-10 местах на участке взять по столовой ложке почвы с глубины до 20 см. Полученные пробы тщательно перемешать, 1-2 столовые ложки смеси и пойдут на исследования.
Значение pH почвы и тип ее кислотности
Обычно к наборам с полосками прилагается инструкция, но в общем-то, действовать надо так. Тщательно смешайте почву с равным по объему количеством воды (желательно дистиллированной) и дайте раствору настояться в течение 10-15 мин. Затем отфильтруйте раствор через марлю и полученную при этом жидкость используйте для определения рН. Нанесите несколько капель на индикаторную бумажку и сравните цвет с прилагаемой шкалой. Только учтите, что этот простой способ весьма приблизителен.
Можно воспользоваться и таким совсем уж простым народным рецептом. В чистую стеклянную посуду поместите 5-10 листов черной смородины или вишни, залейте их стаканом кипятка. Когда вода остынет, бросьте в воду немного земли. Если вода приобретет красноватый оттенок — почва кислая, синеватый — слабокислая, зеленоватый — нейтральная. Советую брать молодые распустившиеся листочки.
Нейтрализация почвы
В средней полосе почвы часто бывают кислыми.
Поэтому основная проблема садоводов в этом регионе — нейтрализация почвы. Это можно сделать при помощи известкования, или внесения кальция. Материал этот — один из самых дешевых, применяемых для нейтрализации почв, кроме того, кальций еще и очень необходим для питания растений. А еще кальций улучшает структуру почвы, делая ее рассыпчатой, стимулирует развитие полезных микроорганизмов. Схожими свойствами обладает и магний.
Для коррекции кислотности почвы используются молотый известняк (содержит кальций и до 10% карбоната магния), гашеная известь (или пушонка), доломитовая мука, мел. Кстати, эффективность известкования напрямую зависит от того, насколько мелко раздроблен вносимый материал. Чем мельче помол, тем быстрее пойдет нейтрализация. Перед внесением в почву известковые материалы советую просеивать через сито с ячейкой 1х1 мм.
А еще в качестве известкового материала можно использовать торфяную и печную золу. Они не только снижают кислотность почвы, но и обогащают ее питательными веществами и микроэлементами.
Однако действие золы гораздо слабее классических известковых материалов.
Отходы цементных заводов (цементную пыль) также можно использовать для известкования. Однако тут нужно соблюдать осторожность и вносить ее в почву только в сухом виде.
Гажа, или озерная известь, действует даже эффективнее, чем известковая мука. Только перед внесением в почву вещество нужно дробить.
Кроме того, можно взять измельченный мартеновский шлак и ракушечник.
Используемые для подщелачивания почвы соединения различаются по силе, то есть по способности влиять на кислотность почвы. Условно по степени воздействия соединения можно выстроить в следующий ряд (от сильного к слабому): гашеная известь — карбонат магния — доломит — карбонат кальция — ракушечник — молотый известняк — древесный уголь.
Не годятся для раскисления почвы гипс (сульфат кальция) и хлорид кальция. Гипс содержит серу, а хлорид кальция — хлор, поэтому они не подщелачивают почву.
В тех редких случаях, когда почва нейтральная, а растение предпочитает кислую, в почву нужно добавить верхового торфа, хвойной земли и кислых минеральных удобрений (например, сернокислый аммоний).
По опыту знаю, что в таком случае наиболее эффективно «работает» коллоидная сера.
Источник